ارایه مدل آیرودینامیکی غیرخطی DMST به‌منظور بررسی رفتار آیروالاستیک مقطع پره انعطاف‌پذیر توربین باد اچ شکل

Abstract

تحلیل آیرودینامیک توربین بادی محور عمودی از پیچیدگی بیشتری نسبت به توربین‌های محور افقی برخوردار است. در این پژوهش به منظور بررسی رفتار آیروالاستیک مقطع پره توربین باد محور عمودی اچ شکل از ترکیب مدل آیرودینامیک DMST که مربوط به توربین‌های محور عمودی است و مدل آیرودینامیک ناپایا وگنر و همچنین مدل واماندگی استاتیکی استفاده شده است. بر این اساس از مدل آیرودینامیکی DMST که مربوط به توربین بادی محور عمودی است، برای به دست‌آوردن دو پارامتر زاویه حمله و سرعت نسبی محلی استفاده شده‌است. از این دو پارامتر در ترکیب دو مدل آیرودینامیک وگنر و واماندگی استاتیکی که غیرخطی آیرودینامیکی را لحاظ می‌کنند، استفاده شده است و مدل جدید آیرودینامیک غیرخطی NFDMST ارایه شده است. مقطع پره به صورت یک و دو درجه آزادی به منظور تحلیل آیروالاستیسیته استاتیکی و دینامیکی مدل شده است. پره توربین باد محور عمودی در یک چرخش سرعت و زاویه حمله‌های متفاوتی را تجربه می‌کند و هدف از بررسی شناخت رفتار مقطع پره انعطاف‌پذیر، به دست آوردن سرعت ناپایداری در موقعیت‌های مختلف پره و مشاهده اثر غیرخطی‌های آیرودینامیک و سازه است. نتایج بررسی‌ها نشان می‌دهد که با لحاظ‌کردن آیرودینامیک غیرخطی نتایج از دقت مناسب‌تری برخوردار است. همچنین با توجه به بررسی مدل یک و دو درجه آزادی نقطه طراحی به لحاظ آیروالاستیک در آزیموس ۹۰- درجه است که کمترین سرعت ناپایداری دینامیکی m/s۲/۴۵ است و تغییرات سرعت ناپایداری بالواره چرخان در یک دور چرخش حدود ۶% است.